Oracle ORA-01555 快照过旧 说明

ORA-01555 快照过旧，是数据库中很常见的一个错误，比如当我们的事务需要使用undo来构建CR块的时候，而此时对应的undo 已经不存在了， 这个时候就会报ORA-01555的错误。

ORA-01555错误在Oracle 8i及之前的版本最多。从9i开始的undo自动管理，至现在的10g、11g中的undo auto tuning，使得ORA-01555的错误越来越少。但是这个错误，仍然不可避免。

Oracle undo 管理 http://www.linuxidc.com/Linux/2011-09/42706.htm

1. 出现ORA-01555错误，通常有2种情况：

（1）SQL语句执行时间太长，或者UNDO表空间过小，或者事务量过大，或者过于频繁的提交，导致执行SQL过程中进行一致性读时，SQL执行后修改的前镜像（即UNDO数据）在UNDO表空间中已经被覆盖，不能构造一致性读块（CR blocks）。  这种情况最多。

（2）SQL语句执行过程中，访问到的块，在进行延迟块清除时，不能确定该块的事务提交时间与SQL执行开始时间的先后次序。 这种情况很少。

2. 第1种情况解决的办法：

（1）增加UNDO表空间大小

（2）增加undo_retention 时间，默认只有15分钟

（3）优化出错的SQL，减少查询的时间，首选方法

（4）避免频繁的提交

有关Undo 的更多信息，参考我的文章：

Oracle undo 表空间管理 http://www.linuxidc.com/Linux/2011-07/38006.htm

3. 第二种情况描述

 

在块清除过程中，如果一个块已被修改，下一个会话访问这个块时，可能必须查看最后一个修改这个块的事务是否还是活动的。一旦确定该事务不再活动，就会完成块清除，这样另一个会话访问这个块时就不必再历经同样的过程。

要完成块清除，Oracle 会从块首部确定前一个事务所用的undo 段（ITL），然后确定从undo 首部能不能看出这个块是否已经提交。

 

可以用以下两种方式完成这种确认：

一种方式是Oracle 可以确定这个事务很久以前就已经提交，它在undo 段事务表中的事务槽已经被覆盖。

另一种情况是COMMIT SCN 还在undo 段的事务表中，这说明事务只是稍早前刚提交，其事务槽尚未被覆盖。

 

当满足以下条件时，就会从defered clean 收到ORA-01555的错误：

首先做了一个修改并COMMIT，块没有自动清理（即没有自动完成“提交清除”，例如修改了太多的块，在SGA 块缓冲区缓存的10%中放不下）。

其他会话没有接触这些块，而且在我们这个“倒霉”的查询（稍后显示）命中这些块之前，任何会话都不会接触它们。

开始一个长时间运行的查询。这个查询最后会读其中的一些块。这个查询从SCN t1 开始，这就是读一致SCN，必须将数据回滚到这一点来得到读一致性。

 

开始查询时，上述修改事务的事务条目还在undo 段的事务表中。查询期间，系统中执行了多个提交。执行事务没有接触执行已修改的块（如果确实接触到，也就不存在问题了）。

 

由于出现了大量的COMMIT，undo 段中的事务表要回绕并重用事务槽（ITL）。最重要的是，将循环地重用原来修改事务的事务条目。另外，系统重用了undo 段的区段，以避免对undo 段首部块本身的一致读。

此外，由于提交太多，undo 段中记录的最低SCN 现在超过了t1（高于查询的读一致SCN）。如果查询到达某个块，而这个块在查询开始之前已经修改并提交，就会遇到麻烦。正常情况下，会回到块所指的undo 段，找到修改了这个块的事务的状态（换句话说，它会找到事务的COMMIT SCN）。

如果这个COMMIT SCN 小于t1，查询就可以使用这个块。如果该事务的COMMIT SCN 大于t1，查询就必须回滚这个块。不过，问题是，在这种特殊的情况下，查询无法确定块的COMMIT SCN 是大于还是小于t1。相应地，不清楚查询能否使用这个块映像。这就导致了ORA-01555 错误。

 

大批量的UPDATE 或INSERT 会导致块清除（block cleanout），所以在大批量UPDATE 或大量加载之后使用DBMS_STATS收集相关对象的统计信息，加载之后完成这些对象的清理。

 

关于块清除这块，在<Oracle 10g 编程艺术> 一书中有更详细的说明。

 

 

老熊blog上关于defered Clean的场景说明：

（1）有事务大量修改了A表的数据，或者A表的数据虽然被事务少量修改，但是一部分修改过的块已经刷出内存并写到了磁盘上。随即事务提交，提交时刻为SCN1。而提交时有数据块上的事务没有被清除。

（2）在SCN2时刻，开始执行SELECT查询A表，对A表进行全表扫描，而且A表很大。也可能是其他情况，比如是小表，但是是一个游标方式的处理过程，而处理过程中又非常耗时。注意，这里SCN2与SCN1之间可能相隔了很远，从时间上来说，甚至可能有数十天。不管怎么样，这在SCN1至SCN2时间之间，系统中存在大量的事务，使得UNDO表空间的块以及UNDO段头的事务表全部被重用过。

（3）SELECT语句在读A表的一个块时，发现表上有活动事务，这是由于之前的事务没有清除所致。ORACLE根据数据块中ITL的XID检查事务表，这时会有2种情况：

（A）XID对应的事务表中的记录仍然存在并发现事务已经提交，可以得到事务准确的提交SCN（commit scn)，称为SCN3，等于SCN1。很显然，由于查询的时刻SCN2晚于事务提交的时刻SCN1，那么不需要构造一致性读块。

（B）XID对应的事务表中的记录已经被重用，这个时候仍然表明表明事务已经被提交。那么这个时候，Oracle没办法准确地知道事务的提交时间，只能记录为这样一个事实，事务提交的SCN小于其UNDO段的事务表中最近一次重用的事务记录的SCN（即这个事务表最老的事务SCN）。这里称这个SCN为SCN4。 

（4）SCN4可能远小于SCN2，那是因为事务很早之前就已经提交。也可能SCN4大于SCN2，这是因为SELECT语句执行时间很长，同时又有大量的事务已经将事务表重用。对于后者，很显然，Oracle会认为该事务的提交时间可能在SELECT开始执行之后。这里为什么说可能，是因为ORACLE只能判断出事务是在SCN4之前提交的，并不是就刚好在SCN4提交。而此时，利用UNDO BLOCK进行一致性读数据的构造也很可能失败，因为UNDO BLOCK很可能已经被覆盖，特别是SCN1远小于SCN2的情况下。

            在这种情况下，ORA-01555错误就会出现。

           

            对这种由于表上存在未清除的事务，同时导出时间过长，UNDO段头的事务表被全部重用，ORACLE在查询到有未清除事务的块时不能确定事务提交时间是否早于导出（查询）开始时间，报ORA-01555错误。

            老熊blog上有2个解决方法，一是提高SQL 性能，另一个是清除表上的事务，即延时块清楚（Defered Clean）。 这个方法也很简单，就是select。

            SQL>SELECT /*+ FULL(A) */ COUNT(*) FROM BIG_TABLE A;

 

            SELECT COUNT(*)，速度显然大大高于SELECT *，所需的时间也更短，出现ORA-01555错误的可能性就非常低了。

 

注意:

            （1）使用FULL HINT,以避免查询进行索引快速全扫描，而不是对表进行全表扫描。

            （2）这里不能为了提高性能而使用PARALLEL（并行），测试表明，在表上进行并行查询，以DIRECT READ方式读取表并不会清除掉表上的事务。

           

            如果表过大，SELECT COUNT(*)的时间过长，那么我们可以用下面的代码将表分成多个段，进行分段查询。

/* Formatted on 2011/6/29 19:18:40 (QP5 v5.163.1008.3004) */

SELECT DBMS_ROWID.rowid_create (1,

                                oid1,

                                fid1,

                                bid1,

                                0)

          rowid1,

       DBMS_ROWID.rowid_create (1,

                                oid2,

                                fid2,

                                bid2,

                                9999)

          rowid2

  FROM (SELECT a.*, ROWNUM rn

          FROM (  SELECT chunk_no,

                         MIN (oid1) oid1,

                         MAX (oid2) oid2,

                         MIN (fid1) fid1,

                         MAX (fid2) fid2,

                         MIN (bid1) bid1,

                         MAX (bid2) bid2

                    FROM (SELECT chunk_no,

                                 FIRST_VALUE (

                                    data_object_id)

                                 OVER (

                                    PARTITION BY chunk_no

                                    ORDER BY

                                       data_object_id, relative_fno, block_id

                                    ROWS BETWEEN UNBOUNDED PRECEDING

                                         AND     UNBOUNDED FOLLOWING)

                                    oid1,

                                 LAST_VALUE (

                                    data_object_id)

                                 OVER (

                                    PARTITION BY chunk_no

                                    ORDER BY

                                       data_object_id, relative_fno, block_id

                                    ROWS BETWEEN UNBOUNDED PRECEDING

                                         AND     UNBOUNDED FOLLOWING)

                                    oid2,

                                 FIRST_VALUE (

                                    relative_fno)

                                 OVER (

                                    PARTITION BY chunk_no

                                    ORDER BY

                                       data_object_id, relative_fno, block_id

                                    ROWS BETWEEN UNBOUNDED PRECEDING

                                         AND     UNBOUNDED FOLLOWING)

                                    fid1,

                                 LAST_VALUE (

                                    relative_fno)

                                 OVER (

                                    PARTITION BY chunk_no

                                    ORDER BY

                                       data_object_id, relative_fno, block_id

                                    ROWS BETWEEN UNBOUNDED PRECEDING

                                         AND     UNBOUNDED FOLLOWING)

                                    fid2,

                                 FIRST_VALUE (

                                    block_id)

                                 OVER (

                                    PARTITION BY chunk_no

                                    ORDER BY

                                       data_object_id, relative_fno, block_id

                                    ROWS BETWEEN UNBOUNDED PRECEDING

                                         AND     UNBOUNDED FOLLOWING)

                                    bid1,

                                 LAST_VALUE (

                                    block_id + blocks - 1)

                                 OVER (

                                    PARTITION BY chunk_no

                                    ORDER BY

                                       data_object_id, relative_fno, block_id

                                    ROWS BETWEEN UNBOUNDED PRECEDING

                                         AND     UNBOUNDED FOLLOWING)

                                    bid2

                            FROM (SELECT data_object_id,

                                         relative_fno,

                                         block_id,

                                         blocks,

                                         CEIL (sum2 / chunk_size) chunk_no

                                    FROM (SELECT                   /*+ rule */

                                                b.data_object_id,

                                                 a.relative_fno,

                                                 a.block_id,

                                                 a.blocks,

                                                 SUM (

                                                    a.blocks)

                                                 OVER (

                                                    ORDER BY

                                                       b.data_object_id,

                                                       a.relative_fno,

                                                       a.block_id)

                                                    sum2,

                                                 CEIL (

                                                    SUM (a.blocks) OVER ()

                                                    / &trunks)

                                                    chunk_size

                                            FROM dba_extents a, dba_objects b

                                           WHERE a.owner = b.owner

                                                 AND a.segment_name =

                                                        b.object_name

                                                 AND NVL (a.partition_name,

                                                          '-1') =

                                                        NVL (b.subobject_name,

                                                             '-1')

                                                 AND b.data_object_id

                                                        IS NOT NULL

                                                 AND a.owner = UPPER ('&owner')

                                                 AND a.segment_name =

                                                        UPPER ('&table_name'))))

                GROUP BY chunk_no

                ORDER BY chunk_no) a);

 

该SQL 在执行时需要输入几个参数：

            trunks: 表示把表分成的段数

            owner： 表的所有者

            table_name: 表名

关于Rowid 的说明，参考文章： Oracle Rowid 介绍 http://www.linuxidc.com/Linux/2011-07/37998.htm